1.2 城市给水处理技术
城市给水处理的任务是通过必要的方法去除水中的杂质，使其满足生活饮用或工业使用所要求的水质。因此，水处理方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求而确定。通常，采用混凝、澄清、沉淀、过滤等技术去除水中的悬浮物；采用软化、除盐及膜技术可以减少或调整水中溶解物质的含量；采用活性炭吸附可有效去除水中的微量有机物；消毒可以有效控制水中微生物的存在等。
1.2.1 常规处理
以未受到污染的地面水源为生活饮用水水源时，其水质特点为：悬浮物和胶体杂质较多、含盐量较低。为了达到饮用水水质标准，主要考虑去除浊度和满足卫生标准。采用的常规处理工艺为“混凝—沉淀—过滤—消毒”。
原水加药后，经过反应池的混凝使水中悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体，而后通过沉淀池进行重力分离。这两个过程也可以在澄清池中完成。为了进一步降低水中的浑浊度，沉淀池出水还需要经过粒状滤料过滤。完善而有效的混凝、沉淀和过滤，不仅能有效地降低水的浊度，而且对水中的某些有机物、细菌及病毒也有一定的去除作用。为了防止水致传染病的发生，在过滤后需要消毒。主要消毒方法有：①向水中投加氯系化学药剂、双氧水、臭氧等化学法消毒；②采用紫外线照射等物理法消毒。
根据原水水质的不同，在常规处理工艺系统中还可以适当的增加或减少处理过程。如处理高浊度的原水时，往往需要考虑在混凝前预沉降泥沙而设置沉沙池；原水浊度很低时，可省去沉淀过程直接对加药后的原水进行过滤；原水中有机物含量较高时，可在过滤后消毒前增添活性炭过滤处理过程等。
1.2.2 除臭、除味
当原水中臭和味严重，采用常规的处理工艺不能达到水质要求时，需要考虑采用特殊的处理方法。除臭和味的方法取决于水中臭和味的来源。如对于水中有机物产生的臭和味，可用活性炭吸附或氧化剂氧化去除；对于溶解性气体或挥发性有机物所产生的臭和味，可采用曝气法去除；因藻类繁殖而产生的臭和味，可采用微滤机过滤或采用气浮法去除，也可向水中投加硫酸铜除藻；因溶解盐类所产生的臭和味，可采用适当的除盐措施等。
1.2.3 除铁、除锰和除氟
当溶解于地下水中的铁和锰超过生活饮用水卫生标准时，需采用除铁和除锰措施。常用的除铁和除锰方法有氧化法和接触氧化法。前者通常采用曝气装置、氧化反应池和沙滤池；后者通常采用曝气装置和接触氧化滤池。最终使溶解性二价铁和锰分别转化成三氧化铁和二氧化锰沉淀物去除。此外，还可以采用药剂氧化、生物氧化法及离子交换法等。
当水中含氟量超过1.0mg／L时，需要采用除氟措施。除氟方法基本上可分成两类：①投加硫酸铝、氯化铝或碱式铝等使氟化物产生沉淀；②利用活性氧化铝或磷酸三钙等进行吸附交换。目前，大多采用活性氧化铝进行除氟。
1.2.4 软化
处理对象主要是水中的钙和镁离子。软化方法主要有离子交换法和药剂软化法两种。前者是利用水中的钙和镁离子与阳离子交换树脂上钠离子进行交换以达到去除目的；后者是投加石灰、碳酸盐等化学药剂，使钙和镁离子转变成沉淀物从水中分离出来。
1.2.5 淡化和除盐
去除对象是水中的各种溶解盐类，包括阴离子和阳离子。将含盐量较高的水如海水及苦咸水处理达到饮用水或某些工业用水水质要求的处理过程，一般称为淡化；进一步降低水中含盐量制取纯水及高纯水的处理过程称为除盐。淡化和除盐的主要方法有蒸馏法、离子交换法、电渗析法及反渗透法等。
1.2.6 预处理和深度处理
对于污染水源而言，水中溶解的有毒、有害物质，特别是具有致癌、致畸、致突变的有机物（又称三致物质）或三致前驱物（如腐殖酸、农药等）是常规处理方法无法解决的。于是，便在常规处理工艺基础上发展了预处理和深度处理。即预处理＋常规处理或常规处理＋深度处理。预处理和深度处理的主要对象均是水中的有机物。
预处理主要方法有：活性炭吸附、臭氧或高锰酸钾氧化；生物滤池、生物接触氧化池及生物转盘等生物处理技术等。以上各种预处理法不但可以去除水中的有机物，还可除味、除臭及除色等。各种方法的优、缺点仍有待于进一步研究论证。其中活性炭吸附法已经处于生产应用阶段，对有机物微污染的水体处理效果较理想，但运行成本较高。随着水源水质的不断下降，预处理在给水处理工艺中的重要性越来越突出，其他经济有效的预处理方法正在继续探索中。
深度处理方法有颗粒活性炭吸附法、臭氧—颗粒活性炭联合法或生物活性炭法、离子交换法、光化学氧化法、超滤及反渗透法等。其中臭氧—颗粒活性炭联合法是首先利用臭氧将水中有机物氧化断裂成小分子的有机物，再利用活性炭对小分子有机物的高吸附容量特性吸附去除。该方法对水中微量有机物的去除非常有效，但由于颗粒活性炭回收和再生较困难，造成基建投资和运行费用较高，目前在欧洲国家应用较多，我国仅在个别城市水厂中使用。光化学氧化法是在催化剂作用下利用紫外线照射，产生氧化性能极高的OH－等物质，直接将水中有机物氧化分解。尽管有一定应用前景，但仅适合于处理水量较小的水站使用。超滤可有效去除水中的有机物及腐殖酸等物质，而且不用向水中投加任何化学药剂。但由于存在膜污染和堵塞问题需要经常更换膜组件而造成运行费用较高。近年来，超滤被广泛用于纯净水处理工艺中作为反渗透的预处理使用。
目前，地下水已限制开采，我国水厂大多是地表水源水，且本书主要针对城市水厂内容，因此，本书中除铁、除锰和除氟，软化、淡化与除盐等技术略去。